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La plasturgie se dope aux capteurs

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Un moule instrumenté, c’est un process maîtrisé. Le projet européen Mold4ProdE veut démocratiser l’usage de capteurs dans les moules d’injection.

La plasturgie se dope aux capteurs
La PME investit 8 à 10?% de son chiffre d’affaires dans une machine chaque année.
© crédit photo

Les entreprises citées

Les capteurs, c’est comme les smartphones. D’abord on se dit que ça n’apporte pas grand-chose et, une fois qu’on s’y est mis, on ne peut plus s’en passer ! Dans la plasturgie, leur usage est encore confidentiel. Que ce soit chez les fabricants de moules ou chez les utilisateurs de presses à injecter, moins de 10% des moules en sont équipés. Pourtant, instrumenter un moule permet d’améliorer la maîtrise du procédé d’injection. L’Union européenne en est en tout cas convaincue. Pour le prouver, elle a lancé le projet Mold4ProdE, qui signifie "Intelligent mold for productivity enhancement" (Des moules intelligents pour une amélioration de la productivité).

Ce projet réunit 26 partenaires allemands, anglais, espagnols, italiens et français. Parmi eux, des centres techniques, des fabricants de moules, des utilisateurs, mais aussi des universitaires et des spécialistes de l’instrumentation. "Nous voulons démocratiser l’utilisation des moules intelligents, lance Valérie Frèrejean, la responsable de ce programme au Pôle européen de plasturgie (PEP), à Bellignat (Ain). Cela fait longtemps qu’on en parle, mais leur progression reste trop lente."

Des moules instrumentés, on en trouve déjà chez certains industriels qui produisent des pièces très techniques et recherchent une injection parfaitement homogène. Les plasturgistes de la grande série, qui utilisent des moules avec de nombreuses empreintes, et les fabricants de pièces de grandes dimensions y ont aussi recours. C’est le cas par exemple de Plastic Omnium, avant-gardiste en la matière, qui a entièrement instrumenté un moule de pare-chocs de camion pour servir de base de travail au projet européen. Mais ces capteurs restent trop souvent réservés à des phases de mise au point. Lorsqu’un problème de remplissage est détecté au démarrage d’une série par exemple, le plasturgiste les installe pour affiner les réglages de sa presse, puis les enlève une fois les réglages effectués. Les capteurs sont aussi utiles pour identifier d’éventuelles fuites dans le moule, que la machine seule ne peut détecter.

Ce que veulent montrer les acteurs de Mold4ProdE, c’est que l’intérêt d’instrumenter un moule va au-delà de ce simple usage "curatif". « Nous voulons convaincre de laisser les capteurs tout au long de la vie du moule. Cela fait gagner du temps à chaque redémarrage de production », assure Valérie Frèrejean.
Temps de réglage divisés par deux
D’après des études menées par les quatre centres techniques impliqués dans le projet, surveiller la température et la pression à l’intérieur d’un moule permet de diviser par deux les temps de réglage. Deux fois moins de temps pour changer de moule, c’est la possibilité de multiplier les productions et d’augmenter le taux d’utilisation des machines. Et cela signifie aussi deux fois moins de matière perdue, car pendant toutes les phases de réglages, la machine consomme de la matière pour produire des pièces non conformes.

Pour les fabricants de moules aussi, les capteurs peuvent être source d’améliorations. Fabriquer un moule implique en effet une succession d’allers et retours. Le mouliste alterne les essais et les retouches jusqu’à obtenir des pièces conformes. Son savoir-faire consiste à identifier la cause de chaque problème. Il doit déterminer par exemple si un mauvais remplissage est dû à une pression insuffisante, à une vitesse d’écoulement inadaptée ou à une température trop basse. Utiliser des capteurs, c’est passer du stade de l’intuition à celui de la connaissance.

"Depuis que j’instrumente mes moules, j’ai l’impression de ne plus travailler en aveugle, c’est comme si j’avais un œil dans la cavité pour voir tout ce qui s’y passe", confirme Jean-Marc Sanguesa, le directeur de la société DPH, spécialisée dans les moules techniques [lire ci-contre]. En identifiant les problèmes plus rapidement, l’industriel, qui participe au projet Mold4ProdE, a réduit ses temps de fabrication. Un avantage non négligeable sur un marché aussi concurrentiel : la France produit trois fois moins de moules que l’Allemagne et deux fois moins que l’Italie, selon une étude Xerfi de novembre 2012.

De l’information pertinente
Qu’il s’agisse de moulistes ou d’utilisateurs, le paysage de la plasturgie française est constitué à 80% de PME. Des sociétés de mécanique qui n’ont pas forcément les ressources pour se former à l’instrumentation, à la manipulation de signaux et à l’analyse statistique des données. Le projet Mold4ProdE veut rendre ces activités plus accessibles. "L’université Claude-Bernard de Lyon travaille ainsi à faciliter le positionnement des capteurs a priori", précise Valérie Frèrejean. L’université fournira des outils pour aider les industriels à bien les placer, de manière à obtenir les informations les plus pertinentes avec un minimum d’instrumentation. La PME rhônalpine Sise, autre partenaire du projet spécialisé dans l’optimisation des procédés d’injection, a fait évoluer son système de détection des dérives de production. "Nous avons créé Easy PSP, un système de surveillance monovariable beaucoup plus simple à utiliser", assure Arnaud Lagarde, le responsable du bureau d’études chez Sise, à Oyonnax (Ain).

Au final, si les plasturgistes continuent de s’approprier les capteurs, les fabricants pourront livrer leurs moules avec une « signature », sorte de carte d’identité numérique contenant les paramètres idéaux (notamment les courbes de montées en température). Les industriels pourront ainsi produire des pièces bonnes plus rapidement. Et gagner en flexibilité, car les moules pourront facilement passer d’une machine à une autre.

Prochaine étape : faire communiquer le moule avec la presse afin d’obtenir une machine autonome, capable d’adapter toute seule ses paramètres en cas de dérive. "Ce qui ressemblait à de la science-fiction il y a quinze ans est aujourd’hui possible", annonce Stéphane Castin, l’expert en plasturgie chez le fabricant de capteurs Kistler, aux Ullis (Essonne). Il indique que des machines de ce type tournent déjà chez certains industriels de la connectique et du médical. Demain est déjà là.

« Le forum Plasturgie composites va créer du lien »

Florence Poivey, présidente de la Fédération de la plasturgie

Quelles sont les actions de la Fédération en matière d’innovation ?
Nous faisons en sorte que les plasturgistes travaillent en filière sur les questions d’innovation, qui sont essentielles pour la compétitivité. Nos 3 800 adhérents sont majoritairement des PME. Nous les accompagnons pour intégrer de nouvelles technologies, que ce soit en termes de procédés ou de matériaux.

En quoi consiste cet accompagnement ?
Nous travaillons notamment à la création d’un guichet unique pour les PME, qui recense tous les organismes innovants en plasturgie, que ce soit des centres de recherche fondamentale ou de recherche appliquée. Nous voulons en faire une référence pour toute la profession. Et il y a aussi le forum Plasturgie Composites, les 30 et 31 mai prochains, à Marne-la-Vallée.

C’est une première ?
Tout à fait. Notre idée est de rassembler les professionnels afin qu’ils échangent et s’enrichissent. Car il y a des initiatives formidables qui émergent un peu partout en France, tout ce qui manque, c’est davantage de lien entre les entreprises.

 

Trois éléments clés pour optimiser les procédés
Grâce aux moules instrumentés, les plasturgistes obtiennent des pièces bonnes plus rapidement et peuvent ainsi changer de production plus souvent. Pour équiper une machine, trois éléments sont indispensables.

  1. Les capteurs
    Qu’ils soient de pression, de température ou de vitesse d’écoulement, les capteurs informent l’utilisateur sur ce qui se passe à l’intérieur du moule. Les dernières générations de capteurs effectuent une mesure sans contact, pour connaître la pression dans le moule sans endommager l’état de surface des pièces.
  2. Le logiciel de visualisation
    Travailler à partir des courbes de pression, c’est une nouvelle façon de piloter les procédés d’injection. Le régleur dispose d’un afficheur pour suivre l’évolution des paramètres. Une fois que la courbe optimale a été déterminée, le procédé devient plus répétable.
  3. L’électronique de contrôle
    Un boîtier électronique enregistre toutes les données. Il peut aussi envoyer des informations à la machine, par exemple la durée pendant laquelle le moule doit être maintenu sous pression (pour éviter les retraits de matière).

 

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1 commentaire

Nom profil

09/05/2013 - 06h52 -

Bonjour,
Je suis toujours surpris de lire ce genre d’article.
Au premier abord le message semble vouloir être un peu technique et source d’informations, mais rapidement on s’aperçoit que comme à chaque fois, il ne cite toujours que les mêmes références et les mêmes noms de sociétés et/ou personnes qui voudraient semble-t-il avoir le monopole de cette technologie…
On « se tape sur le ventre » avec les capteurs de pression, on monte des projets Européens avec quelques acteurs sans doute méritants de la profession, et ???
En ce qui me concerne, je travaille chez un transformateur plastique, sous-traitant automobile, et cela fait 5 ans que nous utilisons les capteurs de pression.
Grace à eux, nous avons réduit notre phase de mise au point de 40% et ceci en garantissant un démarrage série plus fiable. Nous n’hésitons plus à morceler nos séries car le temps de démarrage est très court (3 cycles le plus souvent), notre taux de rebut déjà bas a été divisé par 10 et notre TRS a gagné 10 point si cela vous parle…
Dernièrement, nous avons même transféré un process d’une usine à une autre grâce aux capteurs, nous avons sortis les mêmes pièces (dimensionnel, poids, etc.) en à peine 90 minutes sur une presse de marque et diamètre de vis différents.
Chaque moule technique est aujourd’hui conçu avec les capteurs dès son étude.
Ceci n’a été possible qu’avec le support de notre fournisseur car on ne met pas comme ça des capteurs dans un moule, même le réglage de la presse n’est plus le même si l’on veut que cela fonctionne à 100%.
Je suis allé dernièrement à une journée d’information sur les capteurs au PEP que vous citez dans cet article, et la marque que nous utilisons et qui nous a permis de progresser n’y a été citée à aucun moment, pas plus que dans votre article ??? Ce fournisseur est pourtant basé en France et c’est grâce à lui et son support technique que nous avons progressé, et tous mes collègues à l’atelier sont unanimes là-dessus. J’ai été assez frustré de cette situation, était-elle volontaire ???
Je lis également que la fédération de la plasturgie veut favoriser l’innovation, il va peut-être falloir commencer par ne pas occulter une partie des acteurs de la profession pour que nous, transformateurs, allions à l’essentiel rapidement en ayant les informations nous permettant de faire le bon choix.
Ce n’est pas en voulant préserver certains marchés pour quelques fournisseurs que nous, transformateurs pourrons progresser avec des informations fiables, et je dis ceci en pensant à nos confrères qui n’ont peut-être pas la chance d’être épaulés comme nous l’avons été avec notre fournisseur de capteurs.

A quand un article objectif et surtout exhaustif sur le sujet ?
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